针对苏教版化学I第75页上“铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜溶液等)反应转化为+2价铁的化合物,如果与氧化性较强的氧化剂(如氯气、双氧水等)反应则转化为+3价的化合物”的叙述,化学研究性学习小组拟通过以下实验探究“新制的还原性铁粉和盐酸的反应(铁过量)”。请你参与探究并回答有关问题:
(1)通过简单的化学实验检验反应后混合物中的二价铁的实验方法和现象是 ;但在实验中往往又看到血红色迅速褪去,同时溶液呈黄色,其可能的原因是: ;学生在做实验时往往滴加双氧水的浓度过大,或者过量,还看到迅速产生大量气泡,写出产生该现象的化学方程式: 。
(2)有资料介绍“取少量反应液(含二价铁)先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现血红色褪去。同学对血红色褪去的原因提出各自的假设。某同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为FeO42-,试写出该反应的离子方程式 。
(3)探究高铁酸钾的某种性质。
[实验1]将适量K2FeO4固体分别溶解于pH 为 4.74、7.00、11.50 的水溶液中,配得FeO42-浓度为 1.0 mmol·L-1(1 mmol·L—1 =10—3 mol·L—1)的试样,静置,考察不同初始 pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响,结果见图1(注:800 min后,三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变)。
[实验2]将适量K2FeO4溶解于pH=4.74 的水溶液中,配制成FeO42-浓度为1.0 mmol·L-1的试样,将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,考察不同温度对K2FeO4某种性质的影响,结果见图2。则
①实验1的目的是 ;
②实验2可得出的结论是 ;
③高铁酸钾在水中的反应为4 FeO42-+10 H2O4 Fe(OH)3+8OH-+3 O2↑。由图1可知,800 min时,pH=11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH=4.74的溶液中高,主要原因是 。
开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Ti3+的未成对电子数有______个。
②LiBH4由Li+和BH4—构成,BH4—呈正四面体构型。LiBH4中不存在的作用力有______(填标号)。
A.离子键B.共价键C.金属键D.配位键
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______。
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中,离子半径:Li+______H-(填“>”、“=”或“<”)。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示:
M是______(填元素符号)。
(3)某种新型储氢材料的理论结构模型如下图所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有______种。
(4)分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料。X一定不是______(填标号)。
A.H2OB.CH4C.HF D.CO(NH2)2
硫化钠是重要的工业原料。
(1)高温时,等物质的量甲烷与硫酸钠在催化剂作用下恰好完全反应,制得硫化钠。反应的化学方程式为__________________。
(2)甲同学往某Na2S样品(含Na2CO3、Na2SO4杂质)溶液中加人少量BaS溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤渣中加人过量盐酸,沉淀完全溶解。由此得出结论:相同温度下,Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)。
①沉淀溶于盐酸的离子方程式是__________________。
②仅由上述实验无法判断Ksp(BaCO3)与Ksp(BaSO4)的大小关系,理由是______。
(3)利用Na2S为沉淀剂由锌灰可制得ZnS。锌灰经稀硫酸浸取后所得浸取液含Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe2+, Fe3+等,由该浸取液制备ZnS的工艺流程如下图所示。
①步骤(i)所得滤渣中含有铝元素的物质为______(填化学式)。
②步骤(ii)所加ZnO的作用为____________。
③步骤(iii)中得到Cd单质的离子方程式为____________。
下表是元素周期表的一部分,其中A—G分别代表一种元素。
请根据表中所列元素,回答下列问题:
(1)所列元素中第一电离能最小的是(填元素符号);D元素原子核外有种不同运动状态的电子;基态原子的价电子层中,未成对电子数最多的元素是(填元素符号)。
(2)AC2分子的空间构型是,该分子中A原子的杂化方式为。
(3)B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物的溶解度,原因是。
(4)基态G2+的核外电子排布式是,乙二胺(结构简式为H2N—CH2一CH2—NH2)分子中的碳原子的杂化方式为,G2+与乙二胺可形成配离子该配离子中含有的化学键类型有(填字母编号)。
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
(5)化合物EF[F(AB)6]是一种常见的蓝笆晶体,其中的AB—与B2为等电子体,则、AB—的电子式为。下图为该蓝色晶体晶胞的(E+未画出),该蓝色晶体的一个晶胞中E+的个数为个。
下图是工业上生产碳酸锂的部分工艺流程,请根据流程图及已知信息回答问题。
②
③几种物质不同温度下的溶解度。
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。写出图中①、②、③表示的各物质,步骤II中反应的离子方程式是。
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3,写出生成滤渣2反应的离子方程式:
。
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO,溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
①将粗产品Li2CO3溶于盐酸作用解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择半透膜隔开,用惰性电极电解。阳极的电极反应式是。
②电解后向产品LiOH溶液中加入过量NH4HCO,溶液生成Li2CO3反应的化学方程式是。
在中学化学中铁及其化合物应用广泛,用所学知识回答下列问题。
(1)将一定量的铁粉在氯气中燃烧后所得固体溶于水可得到溶液X。取少量X溶液两份,一份加入KSCN溶液时,溶液显红色;另一份中加入酸性KMnO4溶液时,KMnO4溶液紫色褪去。试分析:
①溶液X含有的金属阳离子应该是。
②用化学方程式表示上述金属阳离子产生的原因。
③酸性KMn04溶液紫色褪去的离子方程式为。
(2)含铬化合物有毒,通常是将废水中+6价铬(如Cr2O2—7)用还原剂还原成Cr3+,再调节溶液pH使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀而除去。工业上有一种电解除Cr2O2—7的方法:将含K2Cr2O7的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。
试分析该电解除Cr2O2—7的方法中:
①阴极的电极反应式为;
②电解时加入氯化钠的作用是;
③该方法能除去Cr2O2—7的原理是。